DE399165C

DE399165C - Mechanically driven rectifier for multi-phase current for high or low voltage

Info

Publication number: DE399165C
Application number: DEM80151D
Authority: DE
Inventors: Walther Deutsch; Wilhelm Hoss
Original assignee: Metallbank und Metallurgische Gesellschaft AG
Current assignee: Metallbank und Metallurgische Gesellschaft AG
Priority date: 1922-12-29
Filing date: 1922-12-29
Publication date: 1924-07-19

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN
AM 19. JULI 1924ISSUED
ON JULY 19, 1924

REICHS PATENTAMTREICH'S PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 399165 -KLASSE 21 g GRUPPE - M 399165 - CLASS 21 g GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. Dezember 1922 ab.Patented in the German Empire on December 29, 1922.

Mehrphasenstrom, insbesondere Drehstrom, und zwar auch hochgespannter Strom dieser Art läßt steh mechanisch dadurch gleichrichten, daß die einzelnen Phasen durch einfache Stromwendung vorübergehend miteinander verbunden, und auf einen Zweileiterkreiis geschaltet werden derart, daß in diesem angenähert der Effektivwert der verketteten Mehrphasenspannung als nahezu konstante Gleichspannung zur Geltung kommt. .Das Ergebnis solcher Gleichrichter kommt zwar der konstanten Gleichspannung ziemlich nahe, doch weicht immerhin der so erhaltene pulsierende Gleichstrom noch in störender Weise von dem theoretisch sich ergebenden Gleichstrom ab. Es hat sich ergeben, daß dieser Mangel eine Folge der fortwährenden Unterbrechungen ist, die im Mehrphasenstromkreis durch die Wirkungsweise des Gleichrichters auftreten. Diese Stromunterbrechungen bewirken in den Sekundärkreiisen und mittelbar auch in den Primärkreisen des den Mehrphasenstrom erzeugenden Transformators oder in den Wicklungen des Mehrphasengenerators derart unsymmetrische Ausschaltvorgänge oder Überspannungen, daß Verzerrungen der Stromkurven des erzeugten pulsierenden Gleichstromes auftreten. Man war gezwungen, die Größe des Gleichrichters statt der Betriebsspannung jenen Überspannungen gemäß zu wählen.Multi-phase current, especially three-phase current, and also high-voltage current of this Art can be mechanically rectified by the fact that the individual phases by simple current reversal temporarily connected to each other, and switched to a two-wire circuit are such that in this approximately the effective value of the concatenated polyphase voltage as an almost constant DC voltage. .The result of such The rectifier comes pretty close to the constant DC voltage, but gives way after all, the pulsating direct current obtained in this way still disrupts the theoretical one resulting direct current. It has been found that this deficiency is a consequence the continuous interruptions that occur in the multi-phase circuit due to the mode of operation of the rectifier occur. These power interruptions cause in the secondary circuits and indirectly also in the primary circuits of the transformer generating the polyphase current or in the windings of the polyphase generator such asymmetrical switch-off processes or overvoltages, that distortions of the current curves of the generated pulsating direct current occur. One was forced to choose the size of the rectifier instead of the operating voltage according to the overvoltages.

Durch Drosselspulen, Kapazitäten und Widerstände in verschiedenen Schaltungen ist schon versucht worden, diese Ausischaltwellen auf ein Minimum herunterzudrücken, was aber nur zum kleinen Teil gelang.Through reactors, capacitances and resistances in different circuits it is Attempts have already been made to reduce these switch-off waves to a minimum, but what only partially succeeded.

Die Erfindung ermöglicht nun, dieser Schwierigkeiten völlig Herr zu werden. Durch einen synchron mit dem Mehrphasenstrom angetriebenen Schaltmechanismus erreicht man, daß der Zweileiterkreis zwar nach wie vor synchron von den Mehrphaisenpolen abgeschaltet wird, daß die Mehrphasenpole jedoch, die in dem Augenblick des Abschaltens über sie fließenden Ströme auch weiter stetig mit dem für den Mehrphasenstrom charaltteristischen Kurvenverlauf beibehalten, so daß eine Abschaltung der Ströme in den Phasen des Stromerzeugers überhaupt nicht mehr auftreten kann,The invention now enables these difficulties to be completely mastered. By a switching mechanism driven synchronously with the multiphase current is achieved, that the two-wire circuit is still disconnected synchronously from the multi-phase poles that the polyphase poles are flowing over them at the moment of disconnection The currents also continue to be steady with the curve shape characteristic of the multiphase current maintained, so that a shutdown of the currents in the phases of the power generator can no longer occur at all,

Dies wird dadurch erzielt, daß jeder Phasenpol im Augenblick des Abschaltens vom Zweileiterstromkreis über einen HilfswMerstand, der dem scheinbaren Belastungswiderstand des Zweileiterkreises entspricht, mit.demThis is achieved in that each phase pole at the moment of disconnection from Two-wire circuit via an auxiliary resistor, which corresponds to the apparent load resistance of the two-wire circuit, mit.dem

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker indicated the following as the inventors:

Walther Deutsch in Frankfurt a. M. und Wilhelm Hoss in Frankfurt a. M.-Rödelheim,Walther Deutsch in Frankfurt a. M. and Wilhelm Hoss in Frankfurt a. M.-Rödelheim,

Phasenmittelpunkt des Stromerzeugers solange verbunden wird, als die Abschaltung vom Zweileiterstromkreis dauert.Phase center point of the power generator is connected as long as the shutdown of Two-wire circuit lasts.

Der Hilfswiderstand kann dabei je nach derBelastung eingestellt und ein rein Ohmscher oder induktiver oder kapazitiver oder durch eine geeignete Schaltung solcher Gruppen gebildet sein. Er kann von Hand oder selbsttätig der Belastung des ZweileiterstramkreisesThe auxiliary resistor can be adjusted depending on the load and a purely ohmic one or inductive or capacitive or formed by a suitable circuit of such groups be. It can manually or automatically reduce the load on the two-wire circuit

ίο gemäß gesteuert werden.ίο be controlled accordingly.

In den Abbildungen ist die Erfindung in einer Ausführungsform für Drehstrom beispielsweise veranschaulicht.In the figures, the invention is for example in an embodiment for three-phase current illustrated.

Abb. ι zeigt die Kurvenform des gewöhnliehen Drehstroms,Fig. Ι shows the curve shape of the habitual Three-phase current,

Abb. 2 die Potentialverteilung an den Klemmen des Zweileiterstromkreises undFig. 2 the potential distribution at the terminals of the two-wire circuit and

Abb. 3 die Stromkurve des im Hilfswiderstand fließenden Stromes.Fig. 3 the current curve of the current flowing in the auxiliary resistor.

Abb. 4 stellt schematisch den Aufbau und die Schaltung des Gleichrichters dar. jFig. 4 schematically shows the structure and circuit of the rectifier. J

Es bedeuten a, b, c das Drehstromnetz, i, 2, 3 die Primär- und I₁ II, III die Sekundärwicklungen eines Hochspannungs-Drehstrocntranstformators iv. Ein Drehstrom-Synchronmotor d trägt auf seiner Welle e die isolierte Scheibe f mit zwei über einen Winkel von je i2O° sich erstreckenden Sektoren g und /;. Auf der gleichen Welle e ist eine zweite isolierte Scheibe i mit zwei miteinander elektrisch verbundenen Sektoren j und k und dem Schleifring / befestigt, der ebenfalls elektrisch mit den beiden Sektoren verbunden ist. Die Sektoren / und k sind derart gegen die Hauptsektoren g und Ii versetzt, daß sie die öffnungen, welche die Hauptsektoren g und h freilassen, ausfüllen. Auf derselben Welle sind die beiden Isolierscheiben m und η angeordnet, deren aufgesetzte jIt denotes a, b, c the three-phase network, i, 2, 3 the primary and I ₁ II, III the secondary windings of a high-voltage three-phase transformer iv. A three-phase synchronous motor d carries on its shaft e the insulated disk f with two sectors g and /; each extending over an angle of 10 °. On the same shaft e is a second insulated disk i with two electrically connected sectors j and k and the slip ring / is attached, which is also electrically connected to the two sectors. The sectors / and k are offset from the main sectors g and Ii in such a way that they fill the openings which the main sectors g and h leave open. The two insulating washers m and η are arranged on the same shaft, the j

Schleifringe je mit einem der beiden Sektoren g und /( in elektrisch leitender Verbindung 1 stehen. Von den auf diesen Schleifringen an- j liegenden Bürsten 0 und p führen die Leitun- ', gen q und r zu dem Gleichstromnetz. Die Bürste s des Schleifringes / ist durch die Leitung t über den regelbaren Nebenwiderstand u mit dem Stirnpunkt ν der sekundären Wicklung des Transformators τι> verbunden.Slip rings each have an electrically conductive connection 1 with one of the two sectors g and / (. From the brushes 0 and p lying on these slip rings, the lines , gen q and r lead to the direct current network. The brush s of the slip ring / is through line t through variable shunt resistor and the end point of the secondary winding of the transformer ν τι> connected.

Die Wirkungsweise ist nun die, daß die in den einzelnen Phasen I, II, III entstehenden Ströme durch die festen Drehstromkontakte x, y, ζ den Sektoren der Hauptscheibe g und h synchron zugeführt werden, wodurch in den j Leitungen q und r ein pulsierender GleichstromThe mode of operation is that the currents arising in the individual phases I, II, III are fed synchronously through the fixed three-phase contacts x, y, ζ to the sectors of the main disk g and h , whereby a pulsating direct current is generated in the j lines q and r

entsteht. Verläßt, wie z. B. in der Abb. 4, der \ Sektor h bei der angedeuteten Pfeilrichtung die Zuführung y, so übernimmt der Sektor k ' «ler Nebenscheibe den weiteren Strom, der in der Phase III fließt, und führt ihn dieser Phase über s, t und u in solcher Stärke wieder zu, wie aus der Abb. 3 zu ersehen ist. In den Wicklungen I, II, III fließt daher ein ungestörter Drehstrom gemäß Abb. 1. Der in den Leitungen q und r fließende pulsierende Strom wird daher durch Ausgleichsströme im Transformator w nicht beeinflußt und nimmt die theoretische Form der Abb. 2 an.arises. Leaves such. As in Fig. 4, the \ sector h at the indicated arrow direction, the feeding y, so does the sector k '' ler secondary disk Additional current flowing in the phase III, and this phase leads him about s, t, and u to such a strength again, as can be seen from Fig. 3. An undisturbed three-phase current flows in the windings I, II, III as shown in Fig. 1. The pulsating current flowing in the lines q and r is therefore not influenced by compensating currents in the transformer w and takes the theoretical form of Fig. 2.

Die Erfindung bezieht sich auf mechanische Mehrphasengleichrichter sowohl für Hoch- wie für Niederspannung, hat aber besondere Bedeutung für die Erzeugung von Gleichstrom aus hochgespanntem Mehrphasenstrom, wie er für den Betrieb von Stromverbrauchern, welche mit Hochspannung geringer Energie arbeiten, z. B. elektrischen Gasreinigern, Röntgenröhren u. dgl., üblich ist. Die Erfindung gibt auch die Möglichkeit, Gleichstrom in Mehrphasenstrom, insbesondere Drehstrom, umzuwandeln.The invention relates to mechanical polyphase rectifiers for both high and for low voltage, but is of particular importance for the generation of direct current from high-voltage multiphase electricity, such as that used for the operation of electricity consumers work with high voltage, low energy, e.g. B. electric gas cleaners, X-ray tubes and the like, is common. The invention also gives the possibility of converting direct current into multiphase current, especially three-phase current to convert.

Claims

Patent-to sayings:

1. Mechanically driven rectifier for multi-phase current for high or Low voltage through which the individual phases of the power source (transformer, generator, etc.) are temporarily connected to each other connected and switched to a two-wire circuit in which approximated the rms value of the interlinked multiphase voltage comes into its own as an almost constant DC voltage characterized in that the temporarily disconnected from the two-wire circuit Poles of the multiphase generator during the period of their shutdown over an auxiliary resistance selected in the order of magnitude of the apparent load resistance with the phase mean or neutral point of the multiphase generator are connected.

2. Mechanically driven rectifier according to claim 1, characterized in that coaxially with the insulated disk or the like (J) carrying the circumferential contacts (g, h ), a second insulated circulating body (i) is provided, the contacts (/ ', k) with respect to the immovable contacts (x, y, z) are offset from the contacts of the other disk and the compensating current that occurs when the phase currents are interrupted is the auxiliary resistor (u) and, above this, the neutral point (v) of the multiphase power source respectively.

1 sheet of drawings.